The effect of sulfate and elemental sulfur application on modification of concentrations of manganese and lead in soil

• Autorzy: Skwierawska M. , Skwierawski A. , Nogalska A.

Warianty tytułu

PL

Wpływ stosowania siarki siarczanowej i elementarnej na zmiany zawartości manganu i ołowiu w glebie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Soil acidification due to sulfur fertilization can produce an indirect result such as increased solubility and mobility of heavy metals in soil, thus affecting availability to plants of these elements derived from both natural and man-made resources. The purpose of this paper has been to explore the effect of incremental doses of sulfate and elemental sulfur on changes in the natural content of easily soluble forms of manganese and lead in two soil horizons: 0–40 and 40–80 cm. A three-year field experiment was set up on brown, acid soil with the texture of heavy loamy sand. Soil for chemical analyses was sampled in spring and autumn. Soluble forms were extracted from soil with 1 mol HCl dm⁻³ solution and their concentrations were determined with the atomic absorption spectrophometric method. Throughout the whole experiment, the dose of 40 kg ha⁻¹ S-SO²⁻₄ induced higher concentrations of manganese in soil in the 0–40 cm layer compared to the other fertilization treatments. During the three years of the field trials, the application of sulfate sulfur and elemental sulfur to soil tended to cause a small increase in the soil content of lead soluble in 1 mol HCl dm⁻¹ in the 0–40 cm soil depth compared to the soil before the experiment. The concentrations of manganese and lead in soil in the 40–80 cm layer did not depend much on the form and dose of sulfur introduced to soil.

PL

Zakwaszenie gleby przez nawożenie siarką może pośrednio przyczyniać się do zwiększania rozpuszczalności i mobilności metali ciężkich w glebie, a tym samym ich dostępności dla roślin zarówno ze źródeł naturalnych, jak i antropogenicznych. Celem przedstawionej pracy było zbadanie wpływu wzrastających dawek siarki siarczanowej i elementarnej na zmiany naturalnej zawartości łatwo rozpuszczalnych form manganu i ołowiu w dwóch poziomach gleby 0–40 i 40–80 cm. Trzyletnie doświadczenie polowe założono na glebie brunatnej, kwaśnej o składzie granulometrycznym piasku gliniastego mocnego. Glebę do analiz chemicznych pobierano wiosną i jesienią. Formy rozpuszczalne ekstrahowano z gleby roztworem 1 mol HCl dm⁻³, a ich zawartość oznaczono metodą absorpcyjnej spektrometrii atomowej. Przez cały okres trwania doświadczenia dawka 40 kg ha⁻¹ S-SO²⁻₄ powodowała zwiększenie koncentracji manganu w glebie w poziomie 0–40 cm w odniesieniu do pozostałych obiektów nawozowych. W ciągu 3 lat badań stosowanie siarki siarczanowej i elementarnej wpłynęło na ogół na niewielkie zwiększenie zawartości ołowiu rozpuszczalnego w 1 mol HCl dm⁻¹ w glebie, w warstwie 0–40 cm, w porównaniu z glebą przed założeniem doświadczenia. Zawartość manganu i ołowiu w glebie w warstwie 40–80 cm nie zależała w większym stopniu od zastosowanej formy i dawki siarki.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Polish Journal of Natural Sciences
• Rocznik: 2013
• Tom: 28
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.409-421,fig.,ref.

Twórcy

autor

Skwierawska M.

• Departament of Agricultural Chemistry and Environmental Protection, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Oczapowskiego 8, 10-718 Olsztyn, Poland

autor

Skwierawski A.

• Chair of Land Reclamation and Environmental Management, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Olsztyn, Poland

autor

Nogalska A.

• Departament of Agricultural Chemistry and Environmental Protection, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Oczapowskiego 8, 10-718 Olsztyn, Poland

Bibliografia

• ABDOU A. SOAUD, FAREED H. AL DARWISH, MAHER E. SALEH, KHALED A. EL-TARABILY M. SOFIAN-AZIRUN, M. MOTIOR RAHMAN. 2011. Effects of elemental sulfur, phosphorus, micronutrients and Paracoccus versutus on nutrient availability of calcareous soils. Australian Journal of Crop Science, 5: 554–561.
• ERDAL I., KEPENEK K., KIZILGOZ I. 2004. Effect of foliar iron applications at different growth stages on iron and some nutrient concentrations in strawberry cultivars. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 28: 421–427.
• FÄSSLER E., STAUFFER W., GUPTA S.K., SCHULIN R. 2012. Effects and Limitations of Elemental Sulphur Applications for Enhanced Phytoextraction. Int. J. Phytoremediation, 14(7): 681–690.
• HOLAH SH.SH., KAMEL M.M., TAALAB A.S., HANANS, SIAM, EMAN A., ABD EL-RAHMAN. 2010. Effect of elemental sulfur and peanut compost on the uptake of Ni and Pb in bazil and peppermint plants grown in polluted soil. International Journal of Academic Research, 2(3): 211–219.
• ISLAM M. 2012. The effect of different rates and forms of sulfur on seed yield and micronutrient uptake by chickpea. Plant Soil Environ., 58(9): 399–404.
• KABATA-PENDIAS A., PENDIAS H. 1992. Trace elements in soils and plants. 2nd, Ed. CRC Press Inc. KARCZEWSKA A., KABA$A C. 2008. Metodyka analiz laboratoryjnych gleb i roślin. Wyd. Akademii Rolniczej we Wrocławiu.
• KAYSER A., WENGER K., VELLER A., ATTINGER W., FELIX HR., GUPTA S.K. 2000. Enhancement of phytoextraction of Zn, Cd and Cu from calcareous soil: the use of NTA and sulfur amendments. Environ. Sci. Technol., 34: 1778–1783.
• KAYSER A., SCHRODER T.J., GRUNWALD A., SCHULIN R. 2001. Solubilization and plant uptake of zinc and cadmium from soils treated with elemental sulfur. Int. J. Phytorem. Editions, 3: 381–400.
• KOS B., GRČMAN H., LEŠTAN D. 2003. Phytoextraction of lead, zinc and cadmium from soil by selected plants. Plant Soil Environ., 49(12): 548–553.
• MALAKOUTI M.J. 2008.The Effect of Micronutrients in Ensuring Efficient Use of Macronutrients. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 32: 215–220.
• MA L., XU R.K., JIANG J. 2010. Adsorption and desorption of Cu(II) and Pb(II) in paddy soils cultivated for various years in the subtropical China. J. Environ. Sci., 22: 689–695.
• MARTINEZ C.E., MOTTO H.L. 2000. Solubility of lead, zinc of copper added to mineral soils. Environ. Pollut., 107: 153–158.
• MOTOWICKA-TERELAK T., TERELAK H. 1998. Siarka w glebach Polski. Stan i zagrożenie. PIOŚ. Bibl. Monit. Środ., Warszawa, pp. 1–106.
• MÜHLBACHOVÁ G., ŠIMON T., PECHOVÁ M. 2005. The availability of Cd, Pb and Zn and their relationships with soil pH and microbial biomass in soils amendedby natural clinoptilolite. Plant, Soil Environ., 51(1): 26–33.
• NAIDU R., SUMNER M.E., HARTER R.D. 1998. Sorption of heavy metals in strongly weathered soil: an overview. Environ. Geochem. Health, 20: 5–9.
• NEDERLOF M.M., VAN RIEMSDIJK W.H. 1995. Effect of natural organic matter and pH on the bioavailability of metal ions in soils. In HuangPM, et al., eds., Environmental Impact of Soil Component Interactions. CRC, Boca Raton, FL, USA, pp. 73–84.
• RAHMAN M.M., SOAUD A.A., AL DARWISH F.H., SOFIAN-AZIRUN M. 2011. Responses of sulfur, nitrogen and irrigation water on Zea mays growth and nutrients uptake. AJCS, 5: 350–360.
• RIFFALOLI R., SAVIOZZI A., CIPOLLI S., LEVI-MINZI R., 2006. Sulphur mineralization kinetics as influence by soil properties. Biol. Fertil Soils., 43: 209–214.
• SCHWARZ K., PICKETT S.T.A., LATHROP R.G., WEATHERS K.C., POUYAT R.V., CADENASSO M.L. 2012. The effects of the urban built environment on the spatial distribution of lead in residential soils. Environ. Pollut., 163: 32–39.
• ŠICHOROVÁ K., TLUSTOŠ P., SZÁKOVÁ J., KOŘÍNEK K., BALÍK J. 2004. Horizontal and vertical variability of heavy metals in the soil of a polluted area. Plant, Soil, Environ., 50(12): 523–534.
• SOLIMAN M.F., KOSTANDI S.F., BEUSICHEM VAN M.L. 1992. Influence of sulfur and nitrogen fertilizer on the uptake of iron, manganese and zinc by corn plants grown in calcareous soil. Commun. Soil Sci. Plant Anal., 23: 1289–1300.
• TEMMINGHOFF E.J.M., VAN DER ZEE S.E.A.T.M., DE HEAN F.A.M. 1997. Copper mobility in a copper contaminated sandry soil as affected by pH and solid and dissolved organic matter. Environ. Sci. Technol., 31(4): 1109–1115.
• TERELAK H., MOTOWICKA-TERELAK T., STUCZYŃSKI T. 1996. Direct and residualeffects sulfur pollution on on the acidity of a loamy soil. Appl. Geochem., 11(1/2): 371–373.
• TERELAK H., TUJAKA A., MOTOWICKA-TERELAK T. 2001. Contents of the trace elements and sulphur in farm-land soils of warmia-mazurian region. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 476: 327–334.
• WEI ZHOU, MIN WAN., PING LI, BAO LIN. (2002): Oxidation of elemental sulfur in paddy soils as influenced by flooded condition and plant growth in pot experiment. Biol. Fertil. Soils., 36: 384–389.